《傳感器與檢測技術(shù)》胡向東ch01-3

同學們好！1§1-4改善傳感器性能的技術(shù)途徑一、結(jié)構(gòu)、材料與參數(shù)的合理選擇確保主要指標，放寬次要指標，以求高性價比二、差動技術(shù)目的：改善非線性研究生產(chǎn)部門：系列產(chǎn)品用戶：合理選擇思路：2三個技術(shù)環(huán)節(jié)：

（1）兩個完全相同的傳感器（2）接受輸入量：大小相等，方向相反（3）輸出相減方法：傳感器1：非線性改善，輸出靈敏度提高一倍。完全相同傳感器2，輸入量反號：二者輸出相減：3例1-10變面積式差動電容傳感器。輸出：靈敏度：輸出靈敏度提高一倍，消除了零位輸出項l。4例1-11超聲波流速計。介質(zhì)性質(zhì)溫度傳播速度c可逆性超聲波發(fā)生器電能機械能超聲波接收器機械能電能發(fā)射超聲波:接收超聲波:超聲波換能器：壓電式超聲波傳感器：聲-電轉(zhuǎn)換5三、平均技術(shù)目的：減小隨機誤差誤差平均效應數(shù)據(jù)平均處理消除了聲速變化的影響61.誤差平均效應n個完全相同的電容傳感器并聯(lián)容柵傳感器中的誤差平均效應72.數(shù)據(jù)平均處理方法：將相同條件下的測量重復n次，或n次采樣，然后將數(shù)據(jù)進行平均處理，隨機誤差減小倍。四、穩(wěn)定性處理造成傳感器性能不穩(wěn)定原因：材料、元器件性能變化穩(wěn)定性處理方法：電氣元件：老化、篩選材料結(jié)構(gòu)材料：時效處理、冰冷處理永磁材料：時間老化、溫度老化、機械老化交流穩(wěn)磁處理8五、屏蔽、隔離和干擾抑制思路傳感器：減小對影響因素的靈敏度外界影響因素：降低對傳感器的實際作用功率91、屏蔽103、電路措施（1）去耦濾波器2、隔離隔熱、隔振、密封信號地線電源地線信號源地線屏蔽保護接地線地線將測量系統(tǒng)的各種地線連接在一起，并且只在一點接地。（2）“單點”接地目的：消除公共阻抗耦合的干擾11六、零示法、微差法與閉環(huán)技術(shù)目的：消除或削弱系統(tǒng)誤差1、零示法原理：被測量和已知標準量對儀表的作用相互平衡舉例：機械天平優(yōu)點：消除儀器不準造成的誤差2、微差法原理：被測量和已知標準量差別減小到一定程度后，使儀表誤差的影響大大減小。被測量相近標準量微差，儀表讀出123、閉環(huán)技術(shù)K1K2

Kn開環(huán)系統(tǒng)每個環(huán)節(jié)的相對誤差對系統(tǒng)總誤差的影響是等權(quán)的。標準量相對誤差指示儀表相對誤差相對微量測量誤差13比較平衡方式：力、力矩平衡、電壓（流）平衡、熱平衡

A——靜態(tài)傳遞函數(shù)

——反饋環(huán)節(jié)的反饋系數(shù)14閉環(huán)靜態(tài)傳遞函數(shù)閉環(huán)時間常數(shù)特點：（1）精度高、穩(wěn)定性好（2）動態(tài)特性好15七、補償與校正例1-13傳感器溫度誤差補償。補償與校正方法硬件：電子線路軟件：單片機16八、集成化與智能化1、集成化（1）將傳感器和信號處理電路制作在同一芯片上（2）將多個相同或不同的敏感元件集成在同一芯片上，實現(xiàn)多參數(shù)測量。特點：成本低、體積小、性能改善、可靠性高、接口靈活2、智能化傳感器與微機結(jié)合傳感器的智能化智能化傳感器17（1）傳感器的智能化

傳感器接口

微處理器（2）智能化傳感器傳感器處理電路接口電路微處理器大規(guī)模集成智能傳感器18§1-5傳感器的標定與校準一、標定與校準的概念

壓電式壓力傳感器電荷信號壓力信號活塞式壓力計：已知標準力精度已知檢測設(shè)備測量校準：傳感器在使用中或存儲后進行的性能復測——再次的標定標定：利用標準器具對傳感器進行標度的過程輸入-輸出關(guān)系19二、標定的基本方法標準設(shè)備輸出量已知非電量待標定傳感器輸入量

標準傳感器輸出2

待標定傳感器輸入量發(fā)生器輸出1輸入標準量：由標準傳感器檢測得到實質(zhì)：待標定傳感器與標準傳感器之間的比較20三、標定系統(tǒng)的組成（1）被測非電量的標準發(fā)生器（2）被測非電量的標準測試系統(tǒng)（3）待標定傳感器配接的信號檢測設(shè)備活塞式壓力計測量標準壓力標準壓力傳感器產(chǎn)生測力機測量標準力標準力傳感器產(chǎn)生恒溫源測量標準溫度標準溫度計產(chǎn)生21為保證精度和可靠性，使用中注意問題：（1）標定等級：只能用上一級精度的標準裝置標定下一級精度的傳感器（2）環(huán)境條件（3）標定測試系統(tǒng)（4）安裝條件力：測力砝碼、拉（壓）式測力計壓力：活塞式壓力計、水銀壓力計、麥氏真空計位移：深度尺、千分尺、塊規(guī)溫度：鉑電阻溫度計、熱電偶、基準光電高溫比色儀四、傳感器的靜態(tài)標定及設(shè)備22低頻-激振器